JP4351959B2

JP4351959B2 - 剤補給装置並びに画像形成装置

Info

Publication number: JP4351959B2
Application number: JP2004186366A
Authority: JP
Inventors: 恵美北
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP2006010949A

Description

本発明は、トナーまたはキャリアもしくはトナーとキャリアを混合したものであるところの現像剤を、収納する剤収納容器から現像装置へ補給する剤補給装置並びに画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置が多々用いられている。この種の画像形成装置は、現像装置内のトナー濃度をほぼ一定に保つため、トナーが画像形成とともに消費されると、その分のトナーを補給する。現像装置に補給するトナーは、トナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器に収納されており、該容器内のトナーが無くなったら容器を交換する。

特開２０００−４７７６５号公報特開２０００−８１７７８号公報特開２０００−９８７２１号公報特開２００３−１３１４８５号公報

また、トナー収納容器から現像装置へのトナー補給は、機械的オーガを使用するものが主流であったが、特許文献１〜４に記載されているように、モーノポンプと称する粉体ポンプを用いるものが提案され、既に実施されている。この粉体ポンプでトナーを移送する装置では従来のオーガ等を用いるものと比べトナー収納容器のセット位置の自由度が増し、さらに移送するトナーに無用なストレスを与えない等の利点がある。

ところで、トナー収納容器の交換等で画像形成装置から脱着する際や、トナー補給中などに、トナー収納容器内のトナーが機内等にこぼれたり、トナー収納容器がトナーで汚れたりすることがある。特に、トナー収納容器が汚れることはユーザの手等も汚れることにつながるので、トナー収納容器の汚れはできるだけ少なくしたいという要求がある。

また、トナー補給方式に粉体ポンプを用いる場合、トナー収納容器から粉体ポンプまでの径路内は密閉されているため、現像装置にトナーを補給すると、トナー収納容器では減少したトナー容積分の気圧が低下することになる。これによりトナー収納容器内と粉体ポンプ内の圧力差が小さくなり、安定したトナー補給には不利になる。

さらに、上記した粉体ポンプによるトナー移送方式では、トナー収納容器の底部からトナー排出するが、容器上部のトナーが底部に落ちずに残ってしまうと、交換時にトナー残量が多くなってしまう。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、トナー汚れが少なく、安定したトナー補給が可能で、しかも交換時の剤収納容器に残トナーが少ない剤補給装置並びに画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、内部に現像剤を収納する収納部と、該収納部の底部に現像剤を排出するための排出口とを有する剤収納容器からスクリューポンプ手段の吸引力によって前記排出口から排出された現像剤を現像装置に補給する剤補給装置において、前記剤収納容器の収納部は前記スクリューポンプ手段の吸引力によって変形しない樹脂からなり、４側面が鉛直方向に延びる面の途中から前記排出口に向かって絞り込む方向の傾斜面が形成された箱型であって、当該収納部は前記傾斜面の少なくとも一つに内面側に凸状となる落下促進面が形成されているとともに外部から気体を取り入れるためのフィルタが設けられており、前記剤収納容器の前記排出口はシャッタで塞がれており、使用時には前記スクリューポンプ手段と密閉状態で連結され、前記収納部には前記スクリューポンプ手段の吸引力により前記フィルタを介して外部から気体が取り入られることを特徴とする剤補給装置を提案する。

なお、本発明は、前記フィルタが前記収納部の上面に設けられていると、効果的である。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１または２に記載の剤補給装置を用いることを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、トナーを排出する開口部を小さくすることで、トナー収納容器の汚れを抑えてユーザの操作性を向上することができる。
さらに、本発明によれば、トナー収納容器内の気圧を外気と一定に保つことでトナーの安定した排出が得られる。

さらにまた、本発明によれば、トナー収納容器の傾斜面の傾きを大きくすることで交換時の残留トナーを少なくすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。

複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの画像形成手段１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。

４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置３７が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置２１は、各作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。

一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。

図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。

上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。

なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。

さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。

そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。

図２は、画像形成手段１８の現像装置にトナーを補給するトナー補給機構の構成図である。
図２において、現像装置６０へ補給するトナーを収納したトナー収納容器８０は複写機本体１００に設けられたセット部（図示せず）にセットされる。このトナー収納容器８０は、ボトル状のトナー収納部８１とトナー排出口８３が形成された口金部８２からなり、トナー収納部８１はフレキシブルで変形可能な袋状体にすることもできるが、本実施形態ではポリエチレンやナイロン等の樹脂から作られている。また、口金部８２もポリエチレンやナイロン等の樹脂から作られ、トナー排出口８３は、シャッタ８５の外周に密着するシール８４によって閉鎖されている。

このトナー収納容器８０がセット部へセットされると、図２及び図３に示すように、シャッタ８５はノズル９０によって側方へ押し出され、ノズル９０の開口９２とトナー排出口８３が連通状態となる。なお、符号９１はシャッタ８５の戻し用のバネであって、トナー収納容器８０がセット部から取り出すと、シャッタ８５を、トナー排出口８３を塞ぐ位置に戻す用をなしている。ノズル９０は、単管構造になっており、ノズル９０の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ５９が接続されている。

他方、現像装置６０にはその上部に第２のトナー収納部としてのサブホッパ６１が設けられており、トナー収納容器８０のトナーは一旦このサブホッパ６１に収納される。そして、サブホッパ６１上にはトナー収納容器８０のトナーをこのサブホッパ６１に移送するためのトナー移送手段としてのスクリューポンプ手段７０が設けられている。このスクリューポンプ手段７０は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ７１と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ７２と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ７３とを有している。上記ロータ７１は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸７４が図示していない駆動手段と駆動連結されている。

また、上記ホルダ７３の先端、すなわち、図２の右端にはトナー吸い込み部７７が設けられ、トナー吸い込み部７７に上記トナー移送チューブ５９が接続されている。このトナー移送チューブ５９としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。なお、上記した粉体ポンプ７０を用いれば、トナー収納手段のトナー排出口がサブホッパ６１のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー収納容器８０のトナーをスムーズに搬送することができる。

サブポッパ６１は、図２に示すように、その内部は上下仕切り部材６４によって重力方向に分割されて上室６２と下室６３が設けられている。床面積が下室６３よりも大きい上室６２には、一対の互いに逆方向に回転駆動する上スクリュー６７が下室６３には一本の下スクリュー６８が設けられている。

トナー収納容器８０のトナー収納部８１は、図４に示すように、セット状態時における上面が長方形のほぼ直方体に形成され、その上面にトナー収納部内の気圧を調整する気圧調整部材としてのフィルタ８６を設置している。フィルタ８６は、トナーに直接触れ続けていると、トナーで目詰まりすることがあるので、使用時にトナーが触れない上面か上面に近い側面に設置することが好ましい。

このトナー収納容器８０は、図５に示すように、上面Ｅ、その上面Ｅの４辺から続く鉛直面である前後側面Ａ１，Ｂ１、左右側面Ｃ１，Ｄ１を有し、全ての側面にはその途中から排出口８３に向かって絞り込む方向の傾斜面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２が設けられている。このとき，側面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１である鉛直面と傾斜面傾斜面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２とでなす角度θが１０°〜３０°の範囲の比較的急斜面に設定すると，トナーが斜面に沿って落下し、交換時のトナー残量を少なくすることができる。

ところで、トナー収納容器８０は上記の如く傾斜面を急傾斜にすれば、トナー残量を少なくできるが、その分トナー容器の容量が減ってしまう。容量の小さいトナー収納容器は、その交換頻度が増えるためユーザに煩わしさを与える。

そこで、図６に示すトナー収納容器８０はトナー容量をあまり減らさず、しかも急傾斜の箇所ができるように、容器の傾斜面部分に中側に突出する落下促進面としての凸部８８を形成している。この凸部８８は、上下方向はその長さが傾斜面よりやや上方から口金部８２に達する長さを有し、左右方向はその中央で全幅の２ないし３分の１程度にしてもよいし、図７のようにほぼ全幅になる凸部８８であってもよい。そして、容器内の断面形状は逆Ｖ字状の山型形状に形成されている。この凸部８８は、容器内部に凸状のものを貼り付ける等で設けてもよいが、容器の外側から凹ませて内側に凸部８８を形成することが製造コストの点等から好ましい。また、凸部８８の数は４つの傾斜面部分中の１つに設けてもよいし、すべての傾斜面に設けてもよい。さらに、図６及び図７のように、対向する２つの傾斜面に設けたものも有効である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。例えば、上記実施形態では剤収納容器がトナー収納容器で、現像剤補給装置がトナー補給装置として説明したが、剤収納容器はトナー収納容器でなくキャリアを収納するキャリア収納容器であってもよく、現像剤補給装置がキャリア補給装置であってもよい。このようにキャリアを順次補給すると、キャリアを一括交換せずに少量ずつ交換するので、画像品質をあるレベルに長期に渡って維持することができる。また、剤収納容器はトナーとキャリアを混合したプレミックス現像剤の容器として構成することもできる。

本発明に係るトナー収納容器を使用する画像形成装置の概略図である。その画像形成装置のトナー補給装置を示す断面説明図である。トナー収納容器にノズルが挿入された状態を示す断面図である。本発明に係るトナー収納容器の斜視図である。そのトナー収納容器の各面を説明する斜視図である。落下促進面の一例を示すトナー収納容器の破断面図である。落下促進面の他の例を示すトナー収納容器の破断面図である。

符号の説明

６０現像装置
６１サブホッパ
７０スクリューポンプ手段
８０トナー収納容器
８１収納部
８２口金部
８３排出口
８５シャッタ
８６フィルタ
８８凸部

Claims

内部に現像剤を収納する収納部と、該収納部の底部に現像剤を排出するための排出口とを有する剤収納容器からスクリューポンプ手段の吸引力によって前記排出口から排出された現像剤を現像装置に補給する剤補給装置において、
前記剤収納容器の収納部は前記スクリューポンプ手段の吸引力によって変形しない樹脂からなり、４側面が鉛直方向に延びる面の途中から前記排出口に向かって絞り込む方向の傾斜面が形成された箱型であって、当該収納部は前記傾斜面の少なくとも一つに内面側に凸状となる落下促進面が形成されているとともに外部から気体を取り入れるためのフィルタが設けられており、
前記剤収納容器の前記排出口はシャッタで塞がれており、
使用時には前記スクリューポンプ手段と密閉状態で連結され、前記収納部には前記スクリューポンプ手段の吸引力により前記フィルタを介して外部から気体が取り入られることを特徴とする剤補給装置。
請求項１に記載の剤補給装置において、前記フィルタが前記収納部の上面に設けられていることを特徴とする剤補給装置。
請求項１または２に記載の剤補給装置を用いることを特徴とする画像形成装置。